Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur Reinigung von Abwasser mit Hilfe eines mehrstufigen , insbeson¬ dere eines zweistufigen Belebtschlammverfahrens, wobei die erste Belebungsstufe als Adsorptionsstufe mit einer Schlammbelastung von mindestens 2 kg BSB. pro Kilogramm Trockensubstanz und Tag aerob oder fakultativ anaerob betrieben wird und die Biozö¬ nosen der ersten Belebungsstufe und nachgeschalteter Belebungs¬ stufen getrennt werden. Ein solches Verfahren ist bekanntlich ein kontinuierliches Verfahren . In der Fachwelt wird die Adsorp¬ tionsstufe kurz als A-Stufe bezeichnet. Die Trennung der Biozöno¬ sen erfolgt durch Zwischenklärung und dadurch , daß kein Schlamm aus der zweiten oder einer weiteren Belebungsstufe in die erste, hochbelastete Belebungsstufe zurückgeführt wird. In der Adsorptionsstufe wird der Schlamm durch geeigneten Schlamm¬ abzug über eine Zwischenklärung in der Einarbeitungsphase ge¬ halten, in der Substratatmung einsetzt. Um den Schlamm in der ersten Belebungsstufe in diesem Zustand zu halten , bedarf es eines geringen Schlammalters und eines entsprechend gesteuerten Schlammäbzuges aus der Zwischenklärung . In Verbindung mit der Raumbelastung von etwa 10 kg BSB pro Kubikmeter und

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Tag in der ersten Belebungsstufe erreicht man, daß dort haupt¬ sächlich eine Aufspaltung oder Krackung , Adsorptions bzw . Flok- kung höhermolekularer Verbindungen im Vordergrund steht und diese Verbindungen über die Zwischenklärung mit dem Überschu߬ schlamm ausgetragen werden. Die bei anderen Verfahren für den Abbau dieser Verbindungen erforderliche Energie wird somit ein¬ gespart. In nachgeschalteten Belebungsstufen können die nieder¬ molekularen und leichter abbaubaren Verbindungen besonders leicht und schnell biologisch abgebaut werden . Das kann im ein¬ zelnen auf verschiedene Weise verwirklicht werden , ( vgl. DE-OS 26 40 875 zum sogenannten AB-Verfahren und die

DE-OS 29 08 134 zum sogenannten ATB-Verfahren) und hat sich bewährt, jedoch ist das Verhalten von Reinigungsanlagen mit Adsorptionsstufe als erste Belebungsstufe bei pH-Stößen, Salzstö¬ ßen, toxischen Stößen und dergleichen, d. h. das Stabilitäts ver¬ halten , verbesserungsfähig .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu führen, daß entsprechend eingerichtete Abwasser¬ reinigungsanlagen mit Adsorptionsstufe sich durch besonderes, verbessertes Stabilitätsverhalten bei pH-Stößen, Salzstößen, toxischen Stößen und dergleichen auszeichnen.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Adsorp¬ tionsstufe mit Prokaryonten als arbeitender Biomasse betrieben wird und daß der Adsorptionsstufe mit dem zufließenden Rohab¬ wasser eine Menge von Prokaryonten, die pro Volumeneinheit zu¬ mindest 1 Gew.-% der in der Volumeneinheit der Adsorptionsstufe arbeitenden Biomasse ausmachen , als Ergänzungsbiomasse stän¬ dig zugeführt wird. Vorzugsweise werden zumindest 2 Gew.-% der arbeitenden Biomasse, wie beschrieben , zugeführt. Pro¬ karyonten meint insbesondere Protocyten und damit Darmbakte¬ rien (vgl. Hans G. Schlegel "Allgemeine Mikrobiologie" , 1981 , Abschnitte 3 - , 3.1 bis 3.16) . Die Erfindung nutzt die Tatsache , daß solche Prokaryonten in jedem , mit einem mehrstufigen Be¬ lebtschlammverfahren behandelbaren Abwasser ausreichend enthal¬ ten sind, um aus dem Rohabwasser die Ergänzungsbiomasse zu entnehmen bzw. mit dem Rohabwasser die Ergänzungsbiomasse zu¬ zuführen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist da¬ durch gekennzeichnet, daß das Rohabwasser ohne Vorklärung (oder allenfalls teil vorgeklärt in die Adsorptionsstufe eingeführt und dadurch die Menge der Ergänzungsbiomasse eingestellt wird.

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Insbesondere sind die Prokaryonten in kommunalem Abwasser ent¬ halten. In der Ausführungsform für die Reinigung von kommuna¬ lem Rohabwasser kommt man zu besonders stabilen Betriebsver¬ hältnissen , wenn die Ergänzungsbiomasse in einer Menge von 5 bis 15 Gew .-% zugeführt wird. In der Ausführungsform für in¬ dustrielles, jedoch Prokaryonten mitführendes Rohabwasser , lehrt die Erfindung , daß die Ergänzungsbiomasse in einer Menge von 1 bis 5 Gew.-% zugeführt wird. Es versteht sich , daß auch Über¬ schneidungen dieser Bereiche möglich sind. In allen Fällen kommt man zu erstaunlicher Verfahrensstabilität bei pH-Stößen, Salzstößen , toxischen Stößen und dergleichen. Ist mit solchen Stößen zu rechnen, und sind diese Stöße in der Größe bekannt, so läßt sich im Rahmen der Erfindung ein jeweils optimaler Wert für die Ergänzungsbiomasse unschwer durch Leitversuche ermit¬ teln . Im allgemeinen wird man das erfindungsgemäße Verfahren so führen , daß in der Adsorptionsstufe eine mittlere Populations¬ dichte der Prokaryonten von zumindest 500 Millionen Prokaryon¬ ten im Kubikzentimeter enthalten ist. Dann ist sichergestellt , daß die Adsorptionsstufe im Sinne der einleitenden Ausführungen mit Aufspaltung und Krackung , Adsorption und Flockung höhermo¬ lekularer Verbindungen sicher arbeitet . Das gilt insbesondere , wenn man bei 700 Millionen Prokaryonten und mehr arbeitet. Im Rahmen der Erfindung liegt es, in Abweichung von den gattungs¬ gemäßen Maßnahmen bei gleicher Schlammbelastung die Raumbe¬ lastung auf etwa 50 bis 80 kg BSBg pro Kubikmeter und Tag zu erhöhen , - bei entsprechender Erhöhung der Konzentration des Rohabwassers .

Die Erfindung geht von der überraschenden Tatsache aus, daß bei Betrieb der Adsorptionsstufe mit Prokaryonten , und zwar ins¬ besondere Protocyten in Form von Darmbakterien, der im Abwas¬ ser enthaltene Rohschlamm völlig zu Baktefienschlamm aufgearbei¬ tet wird, so daß jegliche Ähnlichkeit zum Frischschlamm ver¬ schwunden ist. Der in der Adsorptionsstufe produzierte und gleichmäßig aussehende Schlamm bildet grobe, braun-schwärz¬ liche Flocken, die sich schnell absetzen und einen Schlammindex von etwa' 50 bis 70 ml/g aufweisen. Die Schlammflocken setzen sich aus gleichmäßig aufgebauten Dakterienhaufen und Bakterien¬ kolonien zusammen. Das gilt auch gegenüber kolloidal gelösten Substanzen und nicht absetzbaren Stoffen. Man kommt so zu einer deutlich besseren Elimination schwer abbaubarer Substanzen. Es sind keine Eukaryonten oder Protozonen zu finden . Der Belebt¬ schlamm neigt zur Zopfbildung . Dabei arbeitet die Adsorptions¬ stufe, auch bei den angegebenen pH-Stößen, Salzstößen, toxischen Stößen und dergleichen stabil , wenn in der angegebenen Weise Ergänzungsbiomasse ständig zugeführt wird. Die Effekte beruhen vermutlich auf einer hohen Vermehrungsrate der Prokaryonten. Das ist auch der Grund, weshalb erfindungsgemäß der Belebt¬ schlamm in der Adsorptionsstufe einen höheren organischen An¬ teil als üblicher Belebtschlamm aufweist. Summarisch betrachtet ist festzustellen, daß sich dieser Bakterienschlamm durch eine höhere physiologische Aktivität auszeichnet. Im Ergebnis wird das Rohabwasser in der Adsorptionsstufe bei kurzer Behand¬ lungszeit zu einem besonderen Substrat so aufgearbeitet, daß in der nachfolgenden biologischen Stufe ein deutlich besserer biolo¬ gischer Reinigungseffekt auftritt. Durchgeführte Untersuchungen zeigen, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einerseits eine mehrfach höhere Anzahl von Mikroorganismen je Gramm Trocken¬ substanz in Belebtschlamm vι anden ist, und zwar mit geringer

Artenhäufigkeit. Es kann davon ausgegangen werden , daß die Prokaryonten , mit denen erfindungsgemäß gearbeitet wird, ohne weiteres in einem pH-Bereich von vier Einheiten leben können , wodurch bereits eine beachtliche Stabilitätsverbesserung bei pH-. Stößen resultiert, und zwar sowohl im sauren als auch im basi¬ schen Bereich. Darüber hinaus gibt es unter den Prokaryonten anscheinend Arten oder ^" Mutanten , die diesen Bereich aufweiten können oder die in der Lage sind, sich auf extreme Randbedin¬ gungen einzustellen , und zwar mit großer Variabilität zwischen reiner Population und gemischter Population . Die Prokaryonten , insbesondere die Protocyten und Darmbakterien, wachsen sehr schnell. Sie haben bei optimalen , durch die Menge der Ergän¬ zungsbiomasse eingestellten Lebensbedingungen in der Adsorp¬ tionsstufe eine Generationsfolge von nur etwa einer Stunde. Folg¬ lich können sie einem sehr starken Selektionsdruck ausgesetzt werden , wobei sie sich in kurzer Zeit wechselnden Umweltbedin¬ gungen anpassen. Die Anpassung geschieht häufig in wenigen Stunden . Die Anpassungsbefähigung liegt in der Kleinheit der Zellen , die unspezifisch strukturiert sind sowie sehr kurze Tei¬ lungszeiten aufweisen . Da die gesamte genetische Information der Prokaryonten einerseits auf einem einzigen Chromosomenfaden ent¬ halten ist, und andererseits die Masse der einzelnen Prokaryon¬ ten außerordentlich klein ist , ist bei der binären Spaltung eine rasche Teilung der Bakterienzellen möglich . Von besonderem Vor¬ teil ist die Tatsache, daß wegen der geringen Größe die Ober¬ fläche einer gleichschweren Menge von Prokaryonten um zumindest den Faktor 10 größer ist als die der Eukaryonten . Da der Stoff¬ wechsel über die Oberfläche erfolgt, ist auch eine entsprechend hohe Umsatzaktivität und Nahrungsspeicherkapazität durch Ein¬ bettung in eine entsprechende , zumeist schleimige Substanz mög¬ lich. Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß die Darmflora im

Darmtrakt der Warmblütler unter anderem aus Prokaryonten be¬ steht, und zwar zu einem erheblichen Anteil aus der Familie Euterobacteriaceae. Diese Euterobakterien sind faktultativ anae¬ rob und vermögen somit über Atmung (aerob) und Gärung (anae¬ rob) Energie zu gewinnen. Das nach dem erfindungsgemäßen Ver¬ fahren der Kläranlage zufließende Rohabwasser enthält ständig solche Prokaryonten. Etwa ein Drittel des Faeces bestehen aus einer solchen Bakterienmasse (etwa 10 Protocyten/g) . Sie wer¬ den erfindungsgemäß zum Zwecke der Erreichung hoher Verfah¬ rensstabilität als Ergänzungsbiomasse ständig in die Adsorptions¬ stufe eingeführt. Dabei ist etwa ein Drittel der in der Adsorp¬ tionsstufe eintretenden Bakterienmasse noch völlig aktiv, wenn es nach der Lehre der Erfindung ohne Vorklärung oder teilvorge- klärt in die Adsorptionsstufe eingeführt wird. Die erreichte Sta¬ bilitätsverbesserung ist eine Folge der großen Variabilitätsbreite der Prokaryonten der Evolution dieser Darmbakterien oder Pro¬ karyonten in der Adsorptionsstufe und damit eine Folge des An¬ passungszwanges der Selektion und der ständig stattfindenden Mutationen. Entsprechende statistische Untersuchungen führen zu dem Ergebnis, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sich bei auftretenden pH-Stößen, Salzstößen, toxischen Stößen und dergleichen in kurzer Zeit immer wieder lebensfähige und wider¬ standsfähige Protocyten herauszüchten, die die Reinigungsarbeit übernehmen. Die Erfindung nutzt diese Eigenschaft zur Stabili¬ sierung von nach dem Adsorptionsverfahren arbeitenden Abwas¬ seranlagen.

Bei Anlagen für die Reinigung von Abwasser, die in klassischer Weise mit einem belüfteten Sandfang arbeiten , liegt es insbeson¬ dere bei Neubauten im Rahmen der Erfindung , den belüfteten Sandfang nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu betreiben. Auch kann die A-Stufe mit Sauerstoff bzw. mit Sauerstoff angerei¬ cherter Luft betrieben werden, sei es offen oder mit geschlos¬ senem Fermenter.

Im Rahmen der Erfindung kann die zweite Belebungsstufe belie¬ big ausgebildet und ausgelegt sein . Es kann sich z. B . um eine Stufe mit Belebungsbecken oder um eine Tropfkörperanlage han¬ deln. Im Rahmen der Erfindung liegt es , der zweiten Belebungs¬ stufe weitere Stufen nachzuschalten .